虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電工電子教學中的實踐運用

沈琳

[摘 要] 虛擬現(xiàn)實技術(shù)是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中興起的一種新興技術(shù)，電工電子作為培養(yǎng)從事電子設(shè)備維護、精通電器制造和電氣維修的復合型技術(shù)人才的課程之一，在教育改革的洪流下需要探索創(chuàng)新之路。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展為電工電子教學帶來了創(chuàng)新機遇，主要探討中職院校虛擬現(xiàn)實技術(shù)與電工電子教學的結(jié)合路徑，從中職院校的電子電工教學現(xiàn)狀出發(fā)，分析虛擬現(xiàn)實技術(shù)在電子電工教學中的優(yōu)勢以及應(yīng)用模板案例，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在今后電工電子教學中提供幫助。

[關(guān)鍵詞] 虛擬現(xiàn)實技術(shù);電工電子教學;實踐運用

[基金項目] 2019年度福建省教育廳中青年教師教育科研項目（科技類）“基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的中職生職業(yè)價值觀干預方案研究”（JAT191731）

[作者簡介] 沈 琳（1986—），女，福建漳州人，碩士，福建商貿(mào)學校講師，主要從事電子技術(shù)應(yīng)用研究。

[中圖分類號] G642? ?[文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2021）23-0153-04? ?[收稿日期] 2021-03-05

一、引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用面逐漸拓寬，其不僅在農(nóng)業(yè)、工業(yè)上有所應(yīng)用，也能提高教育教學的質(zhì)量。中職院校在教育改革的過程中，可以有效利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，完成教育內(nèi)容的升級和教育方式的優(yōu)化。尤其對于電工電子這種實踐要求比較高的課程，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以利用先進的人機交互技術(shù)構(gòu)建身臨其境的虛擬情境，為學生提供自主學習、主動探索的空間和時間，讓學生可以掌握電工電子課程相關(guān)的知識點，成為社會需要的復合型技術(shù)人才。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念界定

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)的具體內(nèi)涵

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是基于新型顯示技術(shù)與人機交互技術(shù)結(jié)合形成的構(gòu)造令人感覺身臨其境的虛擬環(huán)境的新興技術(shù)。在中職院校的電工電子教學中，以職業(yè)導向為前提，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)營造真實的、職業(yè)的電工電子環(huán)境，讓師生通過自主感官和自主體驗產(chǎn)生與情境的交互，獲得更好的實驗實踐教學體驗。師生在虛擬現(xiàn)實技術(shù)所營造的環(huán)境中是平等互助的教與學關(guān)系，學生在環(huán)境中可以發(fā)揮自身的主動性，跟隨虛擬實驗事件的變化做出響應(yīng)動作，提升電子電工技能的熟練度。

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點

1.視覺沉浸。人通過視覺感官認識世界，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機模擬真實的環(huán)境，通過三維數(shù)字模型生成以視覺感官為主的虛擬環(huán)境，這種添加人工成分的環(huán)境可以讓人在視覺上有沉浸感[1]。這種沉浸感可以讓人在虛擬環(huán)境中跟隨事件的變化做出反應(yīng)，通過與環(huán)境之間的交互觀察、操作、探索。在電工電子教學中，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)讓學生沉浸在真實的電工電子環(huán)境中，可以改變傳統(tǒng)中職院校電工電子教學的理論性問題，讓學生根據(jù)相應(yīng)的理論知識經(jīng)驗展開實踐，并主導虛擬環(huán)境的變化。

2.交互性強。虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以帶來感官的刺激，因此，這種技術(shù)在電工電子教學中可以讓學生主動參與到環(huán)境中來，根據(jù)環(huán)境的變化做出反應(yīng)。中職院校的學生對電工實驗，電工電子的教學知識掌握程度不高，在虛擬技術(shù)的幫助下，以實際電工實驗為例，可以讓學生以身試電，根據(jù)接觸和觀察形成一題多解的思維，也能讓學生避免在危險的狀態(tài)下學習和實踐操作。虛擬現(xiàn)實技術(shù)在借助計算機時，會讓學生產(chǎn)生感官的體驗和思維的想象，動態(tài)的記憶和理解電工電子的知識。學生在想象過程中可以與虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行對話，可以與情境中的教師產(chǎn)生直接對話，可以自由調(diào)節(jié)學習速度，多樣化的選擇不同的虛擬現(xiàn)實情境，主動性的參與。加深思維和記憶力，增強學生的思維創(chuàng)新能力。

三、現(xiàn)階段電工電子課程的學情分析

電工電子課程是中職院校機電類專業(yè)的基礎(chǔ)課程之一，也是學生想要成為復合型技術(shù)人才必須掌握的基礎(chǔ)內(nèi)容，中職院校歷來以職業(yè)發(fā)展為教學的主要目標，因此，相對應(yīng)的，電工電子教學課程需要以職業(yè)發(fā)展為前提，預測職業(yè)發(fā)展趨勢，結(jié)合虛擬現(xiàn)實技術(shù)，提高專業(yè)的先進性和時代性。電工電子課程具有較強的實踐性，而且理論性要求也很高。尤其新時代社會各行各業(yè)都出現(xiàn)巨大的轉(zhuǎn)變，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)展開電工電子教學是十分必要的[2]。為更好地適應(yīng)電工電子類職業(yè)的發(fā)展需求，電工電子專業(yè)教學結(jié)構(gòu)和專業(yè)課程模式都需要進行積極的轉(zhuǎn)變。而現(xiàn)階段的實際情況是電工電子課程仍存在較大的脫節(jié)，而且在新時代社會發(fā)展趨勢下這種脫節(jié)越來越明顯，主要體現(xiàn)在教學模式落后、學生的實踐技能與現(xiàn)階段人才需求不符、學生對實踐學習的積極性不高等方面。

（一）電工電子課程教學仍然采用傳統(tǒng)模式

電子電工課程的理論知識涉及面比較廣，而且對實際操作的要求比較高，且屬于理論和實踐復合型的學科，因此，現(xiàn)階段的中職教學模式中更多偏重于理論知識的講解，也就是偏向于傳統(tǒng)的教學模式，教師講學生聽的方式。但這種方式最大的弊端就是弱化實踐，所有理論知識的學習最終都需要歸結(jié)到實踐中去，在實踐中檢驗和探索理論知識，才能達到活學活用的目的。由于中職院校電工電子的教材知識系統(tǒng)落后，因此縮短了實訓時間，造成一些知識無法在實踐中同步展開。不少學生在學習電工電子課程時由于基礎(chǔ)知識掌握不牢靠，一些專有名詞和專業(yè)的理論概念無法理解，實踐技能無法掌握，達不到實際職業(yè)的需求。

（二）課程教學計劃與職業(yè)發(fā)展脫節(jié)

中職學生學習電工電子課程的最終目的是要在實踐中運用，增加職業(yè)本領(lǐng)，增強職業(yè)技能。但現(xiàn)階段中職院校選取的電工電子教材理論知識偏多，難度偏大，實踐操作技能與職業(yè)發(fā)展不符，甚至有部分落后于職業(yè)發(fā)展的步伐，這造成教師在備課或者講課環(huán)節(jié)中，很難聯(lián)系到實際職業(yè)中的任務(wù)，也無法根據(jù)真實工作場景中的知識和技能訓練學生，造成學生在之后的工作中無法即時上手。在電工電子課程教學計劃中主要以理論和實踐結(jié)合的方式開展教學活動，但忽視電工電子教學的綜合知識，對各個行業(yè)和領(lǐng)域的電工電子知識整合不足，學生缺乏綜合性的知識體系，嚴重影響專業(yè)技能的實踐和自身潛能的發(fā)展。